滑塊厚度綜合檢測平臺分料機構(gòu)設(shè)計,厚度,綜合,檢測,平臺,機構(gòu),設(shè)計 南 京 理 工 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告 學(xué) 生 姓 名： 姜曉波 學(xué) 號： 0101510203 專 業(yè)： 武器系統(tǒng)與工程 設(shè)計(論文)題目： 滑塊厚度綜合檢測平臺 ——分料機構(gòu)設(shè)計 指 導(dǎo) 教 師: 何云峰 2005年 3 月 20 日  開題報告填寫要求 1．開題報告（含“文獻綜述”）作為畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會對學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見及所在專業(yè)審查后生效； 2．開題報告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計的電子文檔標準格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)及時交給指導(dǎo)教師簽署意見； 3．“文獻綜述”應(yīng)按論文的格式成文，并直接書寫（或打印）在本開題報告第一欄目內(nèi)，學(xué)生寫文獻綜述的參考文獻應(yīng)不少于15篇（不包括辭典、手冊）； 4．有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當按照國標GB/T 7408—94《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯數(shù)字書寫。如“2004年3月15日”或“2004-03-15”。  畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告 1．結(jié)合畢業(yè)設(shè)計（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻資料，每人撰寫 2000字左右的文獻綜述： 文 獻 綜 述 1、前言 我國工業(yè)控制自動化的發(fā)展道路，大多是在引進成套設(shè)備的同時進行消化吸收，然后進行二次開發(fā)和應(yīng)用。本課題擬研制一套自動化程度高、檢測效率高的滑塊厚度自動綜合檢測平臺,這一小型專用設(shè)備，PLC作為I/O控制站、工控機作為監(jiān)控機。這一單軸（雙軸）系統(tǒng)，即步進電機的開環(huán)（閉環(huán)）系統(tǒng)中，參與PLC控制的對象是步進電機，只要解決了PLC和電機驅(qū)動系統(tǒng)的連接，就解決了這個系統(tǒng)的控制部分。 工業(yè)控制自動化技術(shù)是一種運用控制理論、儀器儀表、計算機和其它信息技術(shù)，對工業(yè)生產(chǎn)過程實現(xiàn)檢測、控制、優(yōu)化、調(diào)度、管理和決策，達到增加產(chǎn)量、提高質(zhì)量、降低消耗、確保安全等目的的綜合性技術(shù)，主要包括工業(yè)自動化軟件、硬件和系統(tǒng)三大部分。工業(yè)控制自動化技術(shù)作為20世紀現(xiàn)代制造領(lǐng)域中最重要的技術(shù)之一，廣泛應(yīng)用于電力、石化、冶金、輕工、煤炭、化工和環(huán)保等領(lǐng)域，是體現(xiàn)一個國家工業(yè)自動化水平高低的重要標志。下面，結(jié)合所查閱的文獻資料，簡單闡述自動化系統(tǒng)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。 2、工業(yè)自動化系統(tǒng)的現(xiàn)狀 2.1 自動化系統(tǒng)國際現(xiàn)狀 目前在工業(yè)自動化領(lǐng)域，可編程控制器(PLC)作為自動控制的三大技術(shù)支柱（PLC、機器人、CAD/CAM）之一，成為大多數(shù)自動化系統(tǒng)的設(shè)備基礎(chǔ)。由于PLC綜合了計算機和自動化技術(shù)，使它大大超過其出現(xiàn)時的技術(shù)水平。它不但可以很容易地完成邏輯、順序、定時、計數(shù)、數(shù)字運算、數(shù)據(jù)處理等功能，并通過輸入輸出接口建立與各類生產(chǎn)機械數(shù)字量和模擬量的聯(lián)系，從而實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動控制。特別是超大規(guī)模集成電路的迅速發(fā)展以及信息、網(wǎng)絡(luò)時代的到來，擴展了PLC的功能，使它具有很強的聯(lián)網(wǎng)通訊能力。在冶金、采礦、水泥、石油、化工、建材、電力、機加工、輕工、交通等行業(yè)獲得了廣泛的應(yīng)用。 20世紀90年代以來，由于PC-based的工業(yè)計算機（簡稱工業(yè)PC）的發(fā)展，以工業(yè)PC、I/O裝置、監(jiān)控裝置、控制網(wǎng)絡(luò)組成的PC-based的自動化系統(tǒng)得到了迅速普及，成為實現(xiàn)低成本工業(yè)自動化的重要途徑。我國重慶鋼鐵公司這樣的大企業(yè)的幾乎全部大型加熱爐，也拆除了原來DCS或單回路數(shù)字式調(diào)節(jié)器，而改用工業(yè)PC來組成控制系統(tǒng)，并采用模糊控制算法，獲得了良好效果。 由于基于PC的控制器被證明可以像PLC一樣可靠，并且被操作和維護人員接受，所以，一個接一個的制造商至少在部分生產(chǎn)中正在采用PC控制方案。基于PC的控制系統(tǒng)易于安裝和使用，有高級的診斷功能，為系統(tǒng)集成商提供了更靈活的選擇。 2.2 自動化系統(tǒng)我國現(xiàn)狀 在我國，雖然中小型企業(yè)以及準大型企業(yè)走的還是低成本工業(yè)控制自動化的道路。但是我國工業(yè)控制自動化技術(shù)、產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用都有了很大的發(fā)展，我國工業(yè)計算機系統(tǒng)行業(yè)已經(jīng)形成。 在中國，大約從1974、75年在北京和上海開始開發(fā)采用位片式微處理芯片的可編程順序控制器，并有所應(yīng)用。但一直未能形成批量生產(chǎn)。自1985年開始，小型PLC首先是日本三菱電機公司的MELSEC-F，通過非政府渠道進入中國市場。不到三、四年時間，小型PLC就形成了大面積的推廣應(yīng)用局面。1990年以后，Siemens、Allen Bradley以及其它知名品牌開始大舉進入中國市場，占據(jù)中、大型的PLC的較大份額。1995年后形成了大型PLC以歐美為主、中型PLC歐美和日本平分秋色、小型PLC則以日本為主、Siemens也步步緊逼的格局。至今沒有很大改變。 由上簡要回顧可知， PLC在中國已經(jīng)形成了規(guī)模巨大的應(yīng)用市場，但并未建立批量生產(chǎn)、有持續(xù)開發(fā)發(fā)展能力的PLC制造業(yè)。 應(yīng)指出的是： ★ 在國內(nèi)，PLC的應(yīng)用水平還是不低的，自主設(shè)計、系統(tǒng)集成和現(xiàn)場投運的能力，可以說與國際主流水平同步； ★ PLC的應(yīng)用領(lǐng)域也很廣泛，覆蓋冶金、電力、化工、石油化工、機械、輕工、電子、電工、建材水泥等工業(yè)，以及現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機械和其它應(yīng)用。近年來環(huán)保工業(yè)也有廣泛應(yīng)用，發(fā)展勢頭很猛。 ★ 在國內(nèi)有一支龐大的PLC銷售、服務(wù)、應(yīng)用、系統(tǒng)集成隊伍，遍布除西藏外的全國各地。有充足的理由說：PLC在中國已成為工業(yè)控制的一種適用技術(shù)。因此，PLC、軟PLC以及IEC 61131-3的發(fā)展，無可爭辯地成了十分令人關(guān)注的事情。 3、自動化系統(tǒng)的發(fā)展趨勢 3.1 PLC發(fā)展趨勢 分析全世界控制設(shè)備的發(fā)展情況可得出，幾年前，當“軟PLC”出現(xiàn)時，業(yè)界曾認為工業(yè)PC將會取代PLC。然而，時至今日工業(yè)PC并沒有代替PLC，主要有兩個原因：一個是系統(tǒng)集成原因；另一個是軟件操作系統(tǒng)Windows NT的原因。一個成功的PC-based控制系統(tǒng)要具備兩點：一是所有工作要由一個平臺上的軟件完成；二是向客戶提供所需要的所有東西?？梢灶A(yù)見，工業(yè)PC與PLC的競爭將主要在高端應(yīng)用上，其數(shù)據(jù)復(fù)雜且設(shè)備集成度高。工業(yè)PC不可能與低價的微型PLC競爭，這也是PLC市場增長最快的一部分。從發(fā)展趨勢看，控制系統(tǒng)的將來很可能存在于工業(yè)PC 和 PLC之間，這些融合的跡象已經(jīng)出現(xiàn)。 微型化、網(wǎng)絡(luò)化、PC化和開放性是PLC未來發(fā)展的主要方向。隨著軟PLC（Soft PLC）控制組態(tài)軟件的進一步完善和發(fā)展，安裝有軟PLC組態(tài)軟件和PC-based控制的市場份額將逐步得到增長。 3.2 IPC(工業(yè)PC)的發(fā)展趨勢 目前， PC機占通用計算機95％以上。這是工業(yè)PC熱的基礎(chǔ)。搞工控的專家和技術(shù)人員自然想賦予PC總線更高的使命，擬讓它在過程控制、制造自動化及樓宇自動化等方面扮演重要角色。作為與DCS、PLC成鼎足之勢的IPC市場在擴大，尤其是在我國。 DC機箱中插入各種高性能的 CPU卡、BAM、ROMFLASH電子盤、各類外設(shè)卡及工業(yè)I／O卡，便構(gòu)成了一個工業(yè)過程控制鞏硬件系統(tǒng)。 ? ? (1)結(jié)構(gòu)上，采用平板式顯示器與觸模屏，除適合卡板豎插的19機箱結(jié)構(gòu)，還普遍推出前后插的機箱結(jié)構(gòu)；適用于中小系統(tǒng)的一體化結(jié)構(gòu)(整個系統(tǒng)都在一個機箱內(nèi))。 ? ? (2)應(yīng)用上，和通用PC機一樣，應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，除傳統(tǒng)的過程控制、制造自動化外，還向樓宇自動化、公路收費等控制、管理方面擴展應(yīng)用。 ? ? (3)嵌入式PC和嵌人式計算機，嵌入到設(shè)備內(nèi)部，提供用戶接口，管理數(shù)據(jù)輸入、輸出和指導(dǎo)設(shè)備工作的計算機。? 3.3 控制系統(tǒng)正在向現(xiàn)場總線（FCS）方向發(fā)展 由于3C（Computer、Control、Communication）技術(shù)的發(fā)展，過程控制系統(tǒng)將由DCS發(fā)展到FCS（Fieldbus? Control System）。FCS可以將PID控制徹底分散到現(xiàn)場設(shè)備（Field Device）中?；诂F(xiàn)場總線的FCS又是全分散、全數(shù)字化、全開放和可互操作的新一代生產(chǎn)過程自動化系統(tǒng)，它將取代現(xiàn)場一對一的4/20mA模擬信號線，給傳統(tǒng)的工業(yè)自動化控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)帶來革命性的變化。 目前在各種現(xiàn)場總線的競爭中，以Ethernet為代表的COTS(Commercial-Off-The-Shelf)通信技術(shù)正成為現(xiàn)場總線發(fā)展中新的亮點。其關(guān)注的焦點主要集中在兩個方面： (1) 能否出現(xiàn)全世界統(tǒng)一的現(xiàn)場總線標準； ??? (2) 現(xiàn)場總線系統(tǒng)能否全面取代現(xiàn)時風(fēng)靡世界的DCS系統(tǒng)。????????????????? ??? 采用現(xiàn)場總線技術(shù)構(gòu)造低成本的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，促進現(xiàn)場儀表的智能化、控制功能分散化、控制系統(tǒng)開放化，符合工業(yè)控制系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展趨勢。????????????????? ??? 總之，計算機控制系統(tǒng)的發(fā)展在經(jīng)歷了基地式氣動儀表控制系統(tǒng)、電動單元組合式模擬儀表控制系統(tǒng)、集中式數(shù)字控制系統(tǒng)以及集散控制系統(tǒng)（DCS）后，將朝著現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）的方向發(fā)展。結(jié)合DCS、工業(yè)以太網(wǎng)、先進控制等新技術(shù)的FCS將具有強大的生命力。 工業(yè)以太網(wǎng)以及現(xiàn)場總線技術(shù)作為一種靈活、方便、可靠的數(shù)據(jù)傳輸方式，在工業(yè)現(xiàn)場得到了越來越多的應(yīng)用，并將在控制領(lǐng)域中占有更加重要的地位。 4、本課題選擇PLC原因 本課題選擇PLC作為I/O控制站、工控機作為監(jiān)控機的原因（也是PLC在工廠自動化中的地位之所以如此穩(wěn)固的原因）在于： ①、PLC的技術(shù)具有長期的穩(wěn)定性，軟硬件均應(yīng)用方便，即插即用，價格適中，堪稱工業(yè)控制的適用技術(shù)。 ②、可以說當今工業(yè)控制所要求的性能，PLC可滿足85%至90%。其不足部分可用其它辦法補充。 ③、近幾年來PLC也在不斷提高其技術(shù)內(nèi)涵，融合了IT技術(shù)（包括以太網(wǎng)，因特網(wǎng)，無線網(wǎng)技術(shù)，現(xiàn)場總線技術(shù)，以及運用軟件工程方法提升PLC的編程語言，開發(fā)全新的編程系統(tǒng)，等等）。 ④、PLC在開放性方面也有了實質(zhì)性的突破。前十多年P(guān)LC被攻擊的一個重要方面就是它的專有性，現(xiàn)在有了極大的改觀。PLC采用了各種工業(yè)標準，如IEC 61131，IEEE802.3以太網(wǎng)，TCP/IP，UDP/IP等，各種事實上的工業(yè)標準，如Windows NT，OPC等。 ⑤、PLC在硬件上也有長足進步。微電子技術(shù)的進展全都運用到PLC中，元器件的集成度越來越高，促使PLC成本下降和可靠性提高。專為PLC的CPU設(shè)計的PLC-on-a-chip芯片業(yè)已問世多年。 ⑥、PLC的高端產(chǎn)品在體系結(jié)構(gòu)和操作系統(tǒng)上都有了質(zhì)的變化,性能大幅提高。一個機架上可裝多個CPU模塊。也出現(xiàn)了以Web為基礎(chǔ)的PLC系列產(chǎn)品。?? 5、總結(jié) 綜上所述，由于大力發(fā)展工業(yè)自動化是加快傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造提升、提高企業(yè)整體素質(zhì)、提高國家整體國力、調(diào)整工業(yè)結(jié)構(gòu)、迅速搞活大中型企業(yè)的有效途徑和手段，國家將繼續(xù)通過實施一系列工業(yè)過程自動化高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化專項，用信息化帶動工業(yè)化，推動工業(yè)自動化技術(shù)的進一步發(fā)展，加強技術(shù)創(chuàng)新，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，解決國民經(jīng)濟發(fā)展面臨的深層問題，進一步提高國民經(jīng)濟整體素質(zhì)和綜合國力，實現(xiàn)跨越式發(fā)展。 參考文獻： [1] R.W.Lewis Programming Industrial Control System usingIEC 1131-3 [2] 羅伯特·杉布，王蔚庭 IEC 61131-3國際標準簡介國內(nèi)外機電一體化技No. 1，2001，P55 [3] 彭瑜 IEC 61131-3的現(xiàn)狀和發(fā)展世界儀表和自動化 No.2,p.14-18,2002年和No.3,p.56-58,2002年 [4] Karl-Heinz John等 IEC 61131-3:工業(yè)自動化系統(tǒng)的程序編制中國機電一體化技術(shù)應(yīng)用協(xié)會出版，2002年 [5] Eelco van der Wal EC1131-3：a standard programming resource Industrial Computing July，1999 [6] 羅伯特·杉布，王蔚庭 IEC 61131-3軟件：一種先進的工業(yè)控制編程系統(tǒng)國內(nèi)外機電一體化技術(shù) No. 2，2001，P53 [7] J.H.Christensen The Future of IEC 61131-3 Industrial Computing March，1999，P20 [8] Eelco van der Wal IEC 61131-3軟件：正在改變著工業(yè)控制領(lǐng)域的現(xiàn)狀、結(jié)構(gòu)根據(jù)、活動和程序庫21世紀制造業(yè)自動化高級技術(shù)論壇，2001年6月北京 [9] Items for IEC 61131-3,3rd Ed. www.holobloc.com/stds/iec/sc65bwg7tf3/comments/pt3e3.htm [10] 楊磊，徐蓉萍 IEC 61499—工業(yè)控制技術(shù)發(fā)展的新階段 計算機測量與控制 2002年10月，p.721-724 [11] 路林吉，王堅，江龍康 .可編程控制器原理及應(yīng)用[M]，北京：清華大學(xué)出版社，2002年 [12] 王衛(wèi)星編著.可編程控制器原理及應(yīng)用[M]，北京：中國水利水電出版社 2002年 [13] 董繼成. 用PLC實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動控制 21世紀制造業(yè)自動化高級技術(shù)論壇 2001年6月 [14] 張萬忠等. 可編程控制器應(yīng)用技術(shù). 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社，2002 [15] 西門子公司. SIMATIC S7-200 系統(tǒng)手冊. 2002 [16] 陳立定等. 電氣控制及可編程控制器. 廣州：華南理工大學(xué)出版社，2001.  畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告 ２．本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）： 滑塊是空調(diào)壓縮機的關(guān)鍵部件之一，對它的尺寸精度要求非常高。傳統(tǒng)的滑塊厚度檢測采用人工卡尺測量及分類，日工作量大概為8000件/人，勞動強度大，存在一定的測量誤差，已嚴重影響生產(chǎn)進度，不能滿足市場需求。本課題結(jié)合滑塊厚度測量的特點，組建了一套滑塊厚度自動測量系統(tǒng)，完成滑塊厚度測量時的自動和卸料，實現(xiàn)測量的全自動控制，從而有效地提高了滑塊檢測效率和精度；減少了手工操作的主觀性對試驗結(jié)果可信賴性的影響；提高了測量效率，提升了儀器的自動化水平；減輕了試驗操作人員的勞動強度，滿足日益增大的市場需求，這正是本課題研究的意義所在。 本課題要解決的問題： 1、系統(tǒng)主體部分的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計：詳細介紹滑塊分料系統(tǒng)的方案設(shè)計、方案認證及其具體的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計，并對關(guān)鍵部件的設(shè)計和選型進行了詳細的分析、計算及認證。 2、對傳動及分料機構(gòu)步進電機的選型及驗證。 3、詳細地介紹了控制系統(tǒng)設(shè)計：包括PLC硬件和軟件I/O接口設(shè)計、軟件組態(tài)設(shè)計、上位機通訊設(shè)計以及上位機實時監(jiān)控分析等。 擬采用的技術(shù)手段： 為實現(xiàn)滑塊在完成厚度尺寸精度綜合自動檢測后自動分料，采用可編程序控制器（PLC）作為系統(tǒng)的控制核心，通過串行通訊與工控機組成上位機監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)對滑塊檢測、分料過程的實時監(jiān)視和自動控制；而分料機構(gòu)用步進電機帶動電磁鐵來實現(xiàn)。再加上前面導(dǎo)軌中完成的滑塊的運行、姿態(tài)的變換等一系列流水線作業(yè)，這個系統(tǒng)就構(gòu)成了一套自動化程度高、檢測效率高的滑塊厚度自動綜合檢測平臺。  畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告 指導(dǎo)教師意見： 1．對“文獻綜述”的評語： 該生很好地理解了課題的目的、任務(wù)和其所需要解決的工作、完成的功能等內(nèi)容，對所涉及的相關(guān)技術(shù)調(diào)研較為充分，所提出的實現(xiàn)方法或技術(shù)途徑可行。 2．對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設(shè)計（論文）結(jié)果的預(yù)測： 論文涉及一個高精度活塞（滑塊）的檢測，由于檢測精度很高，使得很多設(shè)計工作具有一定的難度和挑戰(zhàn)，本課題的工作量較大，研究內(nèi)容具有一定技術(shù)難度，根據(jù)目前該生所做的工作和所提出的方法，可以順利完成該課題的研究任務(wù)。 指導(dǎo)教師： 年 月 日 所在專業(yè)審查意見： 負責(zé)人： 年 月 日